專利名稱：秸稈莖葉分離的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，涉及一種適于玉米、高粱秸稈莖葉分離的方法 和裝置。
背景技術(shù)：
我國每年可產(chǎn)生秸稈7億多噸。近年來，秸稈就地焚燒日趨嚴重，產(chǎn)生的 煙霧已成為一大社會公害。隨著全球能源和環(huán)保問題的緊迫性加劇，對農(nóng)作物 秸稈這一生物質(zhì)資源的開發(fā)利用在國內(nèi)外引起了高度重視。隨著研究的深入， 可再生的秸稈資源應(yīng)用途徑越來越廣，規(guī)模越來越大。秸稈可代替木材造紙、 生產(chǎn)纖維板、復合板、輕體墻、復合門窗、隔熱板、包裝托盤，也可代替泡沬 塑料生產(chǎn)一次性餐具、包裝緩沖板等。秸稈汽化、秸稈飼料等技術(shù)也在不斷普 及。所以，秸稈資源綜合利用目前已成為一大產(chǎn)業(yè)。但是，研究表明，秸稈的 莖和葉的化學成份和力學性能差異較大，混合利用會降低產(chǎn)品的性能或質(zhì)量。 因此，在生產(chǎn)中，秸稈的莖葉往往必須分離，分別利用。目前，國內(nèi)外至今還沒有一種理想的秸稈特別是玉米、高粱等秸稈莖葉分 離方法和裝置。有人曾借鑒甘蔗去葉的方法用沖擊法對玉米秸稈進行莖葉分離 試驗研究。其法是借鑒甘蔗去葉方法，利用鋼絲繩等物代替甘蔗去葉機中的膠 指對玉米秸稈高速打擊。結(jié)果表明該法有一定的可行性，但去葉率受秸稈含水 率和抗沖擊能力影響較大， 一次分離率較低(小于80%)。且鋼絲繩使用壽命比 較短，分離效果不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足,本發(fā)明的目的在于提供一種玉米、高粱等 秸稈高效分離方法和裝置。其思路是利用秸稈在加工利用中可壓扁而不影響后 續(xù)加工利用，甚至有利于后續(xù)加工利用的特點，采用壓扁碾搓法進行莖葉分離。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)是一種秸稈莖葉分離的方法，按以下步驟進行(1) 去除秸稈梢頭10 80cm;(2) 將去除梢頭后的單根或多根秸稈單層鋪平并相互保持10 50cm的間 距，沿秸稈長度方向?qū)⒔斩捤腿胍粚亯罕?，使秸稈葉絕大多數(shù)分布在秸稈 壓扁后形成的兩個平面上；(3) 將壓扁的秸稈送入一對或數(shù)對具有一定線速度差的對輥，對輥在秸稈 壓扁后形成的兩個平面上沿秸稈長度方向施加的碾搓、搓擦、撕裂作用力使秸 稈葉從秸稈莖上剝離；(4) 利用刷輥的梳刷作用和氣流清選共同作用使秸稈莖葉分離。本發(fā)明還有一個目的是提供實現(xiàn)所述的秸稈莖葉分離的方法的裝置，它包 括進料槽、下壓輥、機架、電機、出料槽、風機、—風選裝置、剝?nèi)~輥IV、剝?nèi)~輥n、剝?nèi)~輥m、剝?nèi)~輥i、上壓輥、理料輥。所述的上壓輥和下壓輥上下對 稱安裝在機架上的壓輥支座上，所述的剝?nèi)~輥iv和剝?nèi)~輥n、剝?nèi)~輥in和剝?nèi)~ 輥i分別對稱安裝在機架上的兩個剝?nèi)~輥支座上，剝?nèi)~輥iv與剝?nèi)~輥in和剝?nèi)~ 輥ii與剝?nèi)~輥i之間分別用下剝?nèi)~帶和上剝?nèi)~帶連接；所述的電機安裝在機架的安裝臺上，通過三角帶與安裝在機架上的安裝板 上的三角帶輪連接，三角帶輪的同軸鏈輪通過鏈條i與剝?nèi)~輥i鏈輪、上壓輥 鏈輪和下壓輥鏈輪i連接，上壓輥鏈輪帶動上壓輥順時針方向旋轉(zhuǎn)，下壓輥鏈輪I帶動下壓輥逆時針方向旋轉(zhuǎn)；
下壓輥鏈輪I通過下壓輥軸與下壓輥鏈輪II連接，下壓輥鏈輪II通過鏈條 II與剝?nèi)~輥鏈輪III連接；所述的進料槽安裝在下壓輥中間前方的機架右上端，在進料槽的上邊靠近 壓輥處設(shè)有理料輥；所述的出料槽安裝在剝?nèi)~輥中間前方的機架左上端,在出料槽的上面設(shè)有 刷輥，刷輥上邊正對著風選裝置的出風口，風選裝置的入風口與安裝在架機上 的風機座上的風機的出風口連通，在刷輥下面設(shè)有葉出料口，出料槽的左端與 莖稈接料板連接。所述的兩個壓輥與兩對剝?nèi)~輥(剝?nèi)~輥i與剝?nèi)~輥in及剝?nèi)~輥n與剝?nèi)~輥IV)的長度相同，并且兩個壓輥軸中心線與兩對剝?nèi)~輥軸中心線在一個水平面 上。所述的上壓輥和下壓輥的線速度相同。所述的剝?nèi)~輥i和剝?nèi)~輥n的線速度相同，剝?nèi)~輥m和剝?nèi)~輥iv的線速度 相同。所述的剝?nèi)~輥i和剝?nèi)~輥ii的線速度大于剝?nèi)~輥m和剝?nèi)~輥iv的線速度，剝?nèi)~輥III和剝?nèi)~輥IV的線速度略大于上壓輥和下壓輥的線速度。所述的刷輥是一個表面固定有多根具有一定剛度的鋼絲的滾筒。所述的理料輥是在一根軸上等距固定有多個輪子，輪間距為10 50mm。所述的上剝?nèi)~帶和下剝?nèi)~帶采用帆布輸送帶。所述的剝?nèi)~輥支座II上還置有一對可調(diào)節(jié)剝?nèi)~輥前后距離的剝?nèi)~帶張緊裝
電機順時針方向旋轉(zhuǎn)通過三角帶把動力傳給三角帶輪，三角帶輪順時針方 向旋轉(zhuǎn)再把動力通過鏈條I依次傳遞給剝?nèi)~輥I鏈輪、上壓輥鏈輪和下壓輥鏈 輪。剝?nèi)~輥I鏈輪帶動剝?nèi)~輥I順時針方向旋轉(zhuǎn)。上壓輥鏈輪帶動上壓輥順時 針方向旋轉(zhuǎn)。下壓輥鏈輪I帶動下壓輥逆時針方向旋轉(zhuǎn)。下壓輥鏈輪i通過下壓輥軸把動力傳給下壓輥鏈輪n作逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 下壓輥鏈輪ii通過鏈條n帶動剝?nèi)~輥ni鏈輪作逆時針方向旋轉(zhuǎn)。剝?nèi)~輥i通過上剝?nèi)~帶帶動剝?nèi)~輥n作順時針方向旋轉(zhuǎn)。剝?nèi)~輥ni通過下 剝?nèi)~帶帶動剝?nèi)~輥iv作逆時針方向旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明中秸稈莖葉分離裝置的工作原理是這樣的手工將去梢頭后的秸稈平鋪在進料槽中，并輕推使其接觸到理料輥，在理 料輥的作用下秸稈被分隔成單層并保持一定的間距。隨后，秸稈被理料輥送入 一對壓輥壓扁，使秸稈葉絕大部分分布在秸稈壓扁后形成的兩個平面上。接著 秸稈在壓輥的向前推送力作用下，相繼被送入兩對剝?nèi)~輥。由于剝?nèi)~輥i與剝 葉輥ni之間，以及剝?nèi)~輥n與剝?nèi)~輥iv均存在線速度差，由此可在秸稈壓扁后 形成的兩個平面上沿秸稈長度方向產(chǎn)生一定的碾搓、搓擦和撕裂作用，使秸稈 葉從秸稈莖上剝離。最后，秸稈在通過出料槽時，刷輥對秸稈進行梳刷，使纏 繞在莖稈上的葉脫離莖稈，同時，在風機和風選裝置的配合下，使分離后的葉 子落入到葉出料口中，而莖稈繼續(xù)前進，沿莖稈接料板滑下，最終實現(xiàn)秸稈莖 葉分離。本發(fā)明同現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點① 一次分離率高。由于利用了秸稈可壓扁而不影響其后續(xù)加工利用，甚至 有利于后續(xù)加工利用的特點，使得秸稈莖葉一次分離率很高。 ② 適用范圍廣。本發(fā)明適于各種品種的玉米、高梁等采收后不同含水率的 秸稈的莖葉分離。③ 工藝簡單，分離成本低，便于規(guī)?；B續(xù)作業(yè)。④ 為秸稈的后續(xù)加工利用帶來便利。如壓扁后有利于后續(xù)的干燥、粉碎等 作業(yè)。


結(jié)合附圖來進一步說明本秸稈莖葉分離方法和裝置。圖l是本發(fā)明的秸稈莖葉分離方法的裝置的工作原理示意圖； 圖2是本發(fā)明的秸稈莖葉分離裝置主視圖； 圖3是本發(fā)明的秸稈莖葉分離裝置主視圖A-A剖視圖； 圖4是本發(fā)明的秸稈莖葉分離裝置理料輥結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標記表1原料4f安裝臺10b葉出料口2進料槽4e安裝板11風機3下壓輥4g風機座lla刷輥3a下壓輥軸5鏈條I12風選裝置3b下壓輥鏈輪I6鏈輪13剝?nèi)~輥IV3c下壓輥鏈輪II7三角帶輪14剝?nèi)~輥n4機架8三角帶15上剝?nèi)~帶4a壓輥支座9 電機15a下剝?nèi)~帶4b剝?nèi)~輥支座I10 出料槽16剝?nèi)~輥m4c剝?nèi)~輥支座II10a莖稈接料板16b剝?nèi)~輥III鏈輪 17剝?nèi)~輥I 19上壓輥 22剝?nèi)~帶張緊裝置17b剝?nèi)~輥I鏈輪 19b上壓輥鏈輪18鏈條II 21理料輥具體實施方式
實施例1 一種秸稈莖葉分離的裝置結(jié)合附圖來進一步說明本發(fā)明的裝置，它包括進料槽2、下壓輥3、機架4、電機9、出料槽io、風機ii、風選裝置i2、剝?nèi)~輥iv、剝?nèi)~輥n、剝?nèi)~輥ni、剝?nèi)~輥I 、上壓輥19、理料輥21組成，所述的上壓輥19和下壓輥3上下對稱安裝在機架4的裝板4a上，所述的剝?nèi)~輥w和剝?nèi)~輥n、剝?nèi)~輥m和剝?nèi)~輥i分別對稱安裝在機架的剝?nèi)~輥支座4c和4b上，剝?nèi)~輥II和剝?nèi)~輥I 、剝?nèi)~輥 IV和剝?nèi)~輥m之間分別用上剝?nèi)~帶15和下剝?nèi)~帶15a連接；所述的電機9安裝在機架的安裝臺4f上，通過三角帶8與安裝在機架上 的安裝板4e上的三角帶輪7連接，三角帶輪7的同軸鏈輪6通過鏈條I與剝?nèi)~ 輥I鏈輪17b、上壓輥鏈輪19b和下壓輥鏈輪I 3b連接，上壓輥鏈輪19b帶動 上壓輥19順時針方向旋轉(zhuǎn)，下壓輥鏈輪I 3b帶動下壓輥3逆時針方向旋轉(zhuǎn)；下壓輥鏈輪I 3b通過下壓輥軸3a與下壓輥鏈輪II 3c連接，下壓輥鏈輪II 3c通過鏈條II18與剝?nèi)~輥III鏈輪16b連接。所述的進料槽2安裝在壓輥(19、 3)中間前方的機架4右上端，在進料槽 2的上邊靠近壓輥(19、 3)處設(shè)有理料輥21;所述的出料槽10安裝在剝?nèi)~輥13、 14中間前方的機架4左上端，在出料 槽10的上面設(shè)有刷輥lla，刷輥lla上邊正對著風選裝置12的出風口，風選裝 置12的入風口與安裝在架機4上的風機座4g上的風機11的出風口連通，在刷 輥lla下面設(shè)有葉出料口 10b，出料槽10的左端與莖稈接料板10a連接。所述的刷輥lla是一個表面固定有多根具有一定剛度的鋼絲的滾筒。所述的理料輥21是在一根軸上等距固定有多個輪子，輪間距為10 50ram。所述的上剝?nèi)~帶15和下剝?nèi)~帶15a采用帆布輸送帶。所述的剝?nèi)~輥支座II4c上還置有一對可調(diào)節(jié)剝?nèi)~輥前后距離的剝?nèi)~帶張緊 裝置22。實施例2 —種秸稈莖葉分離的方法1. 壓扁碾搓法的工藝路線是秸稈原料一去梢頭一單層壓扁一碾搓一清理一莖葉分離2. 選料秸稈原料選取陜西楊凌地區(qū)產(chǎn)玉米秸稈，平均株高215cm，平均根圓直徑 2. 7cm，含水率19.5%，平均含葉率42. 7%。3. 具體操作步驟① 去除梢頭用鍘草機將秸稈成批切除梢頭10 80cm。本實施列中切除梢 頭30cm。② 單層壓扁手工將去梢頭后的1 數(shù)根秸稈1沿進料方向平行平鋪在進 料槽2中，秸稈根部朝前，并輕推使其接觸到理料輥21。在理料輥21的作用下， 秸稈被分隔成單層并相互保持10 50mm的間距。隨后，秸稈被理料輥21送入 一對轉(zhuǎn)速相同、旋向相反的壓輥3和19壓扁。壓扁厚度(對輥間距)為3 15mm， 壓輥線速度0. 1 30m/s。本實施列中秸稈間距20mm，壓扁厚度(對輥間距)為8mm，壓輥線速度3. 53m/s。③ 碾搓壓扁后的單層秸稈在壓輥(3和19)的推送下繼續(xù)前進，相繼進 入剝?nèi)~輥I 17與剝?nèi)~輥III 16之間以及剝?nèi)~輥I114與剝?nèi)~輥IV 13之間進行碾 搓，使葉從莖稈上剝離。其中，剝?nèi)~輥I17和剝?nèi)~輥II 14為快輥，其線速度 為0.1 30m/s，剝?nèi)~輥III 16和剝?nèi)~輥IV 13為慢輥，其線速度為0.1 30m/s 。本實施列中，剝?nèi)~輥I 17和剝?nèi)~輥II 14的線速度為5. 5 m/s，剝?nèi)~輥III 16 和剝?nèi)~輥IV 13的線速度為3. 96 m/s。④ 清理用一個表面布有軟硬適度鋼絲的刷輥lla沿秸稈前進方向梳刷， 同時，在秸稈前進垂直方向上，氣流把梳刷下的葉子吹離莖稈，落入到葉出料 口 10b中，而莖稈繼續(xù)前進，沿莖稈接料板10a滑下最終實現(xiàn)莖葉分離。本實施例中，秸稈莖葉一次分離率為98. 3%。
權(quán)利要求
1、一種秸稈莖葉分離的方法，其特征在于，按以下步驟進行(1)去除秸稈梢頭10～80cm；(2)將去除梢頭后的單根或多根秸稈單層鋪平并相互保持10～50cm的間距，沿秸稈長度方向?qū)⒔斩捤腿胍粚亯罕?，使秸稈葉絕大多數(shù)分布在秸稈壓扁后形成的兩個平面上；(3)將壓扁的秸稈送入一對或數(shù)對具有一定線速度差的對輥，對輥在秸稈壓扁后形成的兩個平面上沿秸稈長度方向施加的碾搓、搓擦、撕裂作用力使秸稈葉從秸稈莖上剝離；(4)利用刷輥的梳刷作用和氣流清選共同作用使秸稈莖葉分離。
2、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的秸稈莖葉分離的方法的裝置，其特征在于.-它包括進料槽(2)、下壓輥(3)、機架(4)、電機(9)、出料槽(10)、風機(11)、風選裝置(12)、剝?nèi)~輥IV (13)、剝?nèi)~輥II (14)、剝?nèi)~輥III (16)、 剝?nèi)~輥I (17)、上壓輥(19)、理料輥(21)組成，所述的上壓輥(19)和下 壓輥(3)上下對稱安裝在機架(4)的壓輥支座(4a)上，所述的剝?nèi)~輥IV (13) 和剝?nèi)~輥II (14)、剝?nèi)~輥III (16)和剝?nèi)~輥I (17)分別對稱安裝在機架的剝 葉輥支座(4c)和(4b)上，剝?nèi)~輥IV (13)與剝?nèi)~輥III (16)和剝?nèi)~輥II (14) 與剝?nèi)~輥I (17)之間分別通過下剝?nèi)~帶(15a)和上剝?nèi)~帶(15)連接；所述的電機(9)安裝在機架的安裝臺(4f)上，通過三角帶(8)與固接 在機架上的安裝板(4e)上的三角帶輪(7)連接，三角帶輪(7)的同軸鏈輪 (6)通過鏈條I (5)與剝?nèi)~輥I鏈輪(17b)、上壓輥鏈輪(19b)和下壓輥鏈 輪I (3b)連接，上壓輥鏈輪(19b)帶動上壓輥(19)順時針方向旋轉(zhuǎn)，下壓 輥鏈輪I (3b)帶動下壓輥(3)逆時針方向旋轉(zhuǎn)；下壓輥鏈輪I (3b)通過下壓輥軸(3a)與下壓輥鏈輪II (3c)連接，下 壓輥鏈輪II (3c)通過鏈條II (18)與剝?nèi)~輥鏈輪III (16b)連接；所述的進料槽(2)安裝在上、下壓輥(19、 3)中間前方的機架右上端， 在進料槽的上邊靠近壓輥處設(shè)有理料輥(21);所述的出料槽(10)安裝在剝?nèi)~輥W (13)和剝?nèi)~輥II (14)中間前方的 機架左上端，在出料槽的上面設(shè)有刷輥(lla)，刷輥(lla)上邊正對著風選裝置 (12)的出風口，風選裝置(12)的入風口與安裝在架機(4)上的風機座(4g) 上的風機(11)的出風口連通，在刷輥(lla)下面設(shè)有葉出料口 (10b)，出料槽 (10)的左端與莖稈接料板(10a)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的兩個壓輥(19、 3) 與兩對剝?nèi)~輥(17與16及14與13)的軸向長度相同，并且兩個壓輥軸中心線 與兩對剝?nèi)~輥軸中心線保持在一個水平面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于所述的上壓輥(19) 和下壓輥(3)的線速度相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的裝置，其特征在于所述的剝?nèi)~輥I (17) 和剝?nèi)~輥II (14)的線速度相同，旋向為順時針方向，剝?nèi)~輥III (16)和剝?nèi)~ 輥IV (13)的線速度相同，旋向為逆時針方向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3 、 4或5所述的裝置，其特征在于所述的剝?nèi)~輥 I (17)和剝?nèi)~輥II (14)的線速度大于剝?nèi)~輥ni (16)和剝?nèi)~輥IV (13)的 線速度，剝?nèi)~輥m (16)和剝?nèi)~輥IV (13)的線速度略大于上壓輥(19)和下 壓輥(3)的線速度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的刷輥(lla)是一個表 面固定有多根具有一定剛度的鋼絲的滾筒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的理料輥(21)是在 一根軸上等距固定有多個輪子，輪間距為10 50mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的上剝?nèi)~帶(15)和 下剝?nèi)~帶(15a)采用帆布輸送帶。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的剝?nèi)~輥支座II (4c) 上還置有一對剝?nèi)~帶張緊機構(gòu)(22)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種秸稈莖葉分離的方法和裝置，涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域。秸稈莖葉之間化學成分和力學性能差異較大，混合利用會降低產(chǎn)品性能或質(zhì)量。本發(fā)明是將采收后的秸稈成批去除梢頭，鋪成單層壓扁，再經(jīng)碾搓使葉從莖稈上剝離，最后通過梳刷和氣流清選結(jié)合的方法實現(xiàn)秸稈莖葉分離。本發(fā)明的裝置包括進料機構(gòu)、一對壓輥、兩對剝?nèi)~輥、清理機構(gòu)、出料機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)以及機架。本發(fā)明特別適于玉米、高粱秸稈的莖葉分離，工藝簡單，成本低，便于規(guī)?；B續(xù)作業(yè)。由于利用了秸稈可壓扁而不影響其后續(xù)加工利用，甚至有利于后續(xù)加工利用的特點，使得秸稈莖葉分離率高，為秸稈資源工業(yè)化利用帶來便利。
文檔編號B27J1/00GK101157229SQ20071001850
公開日2008年4月9日 申請日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日
發(fā)明者黨小選, 劉永利, 朱新華, 翔 王, 郭康權(quán), 郭文川 申請人:西北農(nóng)林科技大學